EP3619496B1 - Elektronische sicherungsvorrichtung - Google Patents

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EP3619496B1
EP3619496B1 EP18719841.1A EP18719841A EP3619496B1 EP 3619496 B1 EP3619496 B1 EP 3619496B1 EP 18719841 A EP18719841 A EP 18719841A EP 3619496 B1 EP3619496 B1 EP 3619496B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
logic
switch
energy
load
electronic safety
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18719841.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3619496A1 (de
Inventor
Jürgen Schmitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP3619496A1 publication Critical patent/EP3619496A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3619496B1 publication Critical patent/EP3619496B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/44—Arrangements for disarming, or for rendering harmless, fuzes after arming, e.g. after launch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Definitions

  • the present invention relates to an electronic safety device for electronic load safety devices. According to the present invention, an electronic load should be safely activated for a specific time and then the power supply for the electronic load should be safely deactivated so that subsequent activations are not possible.
  • the present invention is suitable for detonators for ammunition and pyrotechnic projectiles.
  • the load is then the detonator of the ammunition or of the pyrotechnic active body.
  • a safety device in which an activation signal is evaluated in order to switch the power supply to the load by means of a processor.
  • the processor then ensures that the power supply is disconnected from the load again after a certain period of time.
  • the object of the present invention is therefore to provide a safety device that enables the load to be ignited as reliably as possible and, after igniting, reliably disconnects the power supply from the load so that no further ignition processes can be triggered. It is also the object of the present invention to reliably detect an ignition signal and to distinguish it from any interference signals that may occur.
  • the electronic safety device for an electronic load consists of an energy supply which can supply the safety device and the load with energy. Since this is an electronic safety device, the safety device itself must be powered via the power supply, and it is also possible to use the same power supply to power the load.
  • the load is an electronic load.
  • the energy supply to be in the form of another energy source, for example a pressure tank for pneumatic controls or a hydraulic tank for hydraulic controls, although an electrical energy supply is preferred.
  • the electronic safety device also includes a time delay, which ensures that an incoming ignition signal must be present for a certain amount of time in order to be clearly processed as an ignition signal. Faster pulses or smaller signals are recognized by the time delay and do not result in the energy being connected to the load, since they were not recognized as an ignition signal.
  • an operating switch is provided and a programmable logic.
  • the operating switch ensures that the energy supply is connected to the programmable logic and the programmable logic can thus be activated. If the power is not applied to the logic using the operating switch, the programmable logic is in a deactivated state and is therefore at rest.
  • the time delay is now provided with an input via which signals can be fed to the time delay. These signals are also preferably electronic signals, but other signal forms are also conceivable here.
  • the time delay now recognizes that this should be the activation signal for the load and, when the activation signal is recognized, activates the operating switch, which then switches on the power supply to the programmable logic.
  • the power supply is present at the programmable logic this is activated and is integrated into the electronic safety device in such a way that it can switch the power supply to the load.
  • the programmable logic can control a first logic switch and thus switch it on or off.
  • This first logic switch is now able to switch the operating switch. This means that the activated logic can switch off the operating switch via the first logic switch and can thus interrupt the energy supply of the energy supply to the logic.
  • the programmable logic can thereby deactivate itself.
  • the programmable logic is programmed to turn off the first logic switch as well as energize the load. It can also interrupt the power supply from the load.
  • the logic is designed to be programmable, so that the time in which the load is supplied with energy can be freely selected. After this time has elapsed, the power supply is then disconnected from the load again and the operating switch is switched off, so that the programmable logic is deactivated.
  • a circuit breaker is required, which can also be controlled by the processor.
  • the safety device To ensure proper functioning of the safety device, it must be ensured that the power supply is disconnected from the load when the processor is deactivated. Furthermore, it must be ensured that the operating switch can be switched on at any time in order to activate the programmable logic.
  • the programmable logic When the programmable logic is activated, the first logic switch must be switched on safely so that the programmable logic is not immediately deactivated again.
  • the programmable logic must also ensure that no switching operations are carried out after it has been deactivated, because this is the only way to ensure that the first logic switch remains switched and the operating switch cannot switch on a second time.
  • the switches ie the operating switch, the first logic switch and the circuit breaker, should also be electronic.
  • the operating switch as a thyristor and the first logic switch and the power switch as a field effect transistor.
  • the field effect transistors ensure that switching is safe and that there is no state between switching on and switching off, with low power consumption at the same time.
  • the signal which is intended to lead to switching the power supply through to the load is supplied by a time delay sensor.
  • This sensor can be tailored to the application requirements of the electronic security device and can be a piezo sensor, a Hall sensor, but also a pressure sensor or set-back generator.
  • a second logic switch is also preferably provided, which is arranged between the operating switch and the programmable logic. This makes it possible to supply the programmable logic with the energy supply in a more defined manner, since the logic switch does not have the transistor characteristics.
  • the operating switch controls the second logic switch, so that the programmable logic can be supplied with energy via the second logic switch.
  • an energy limitation is provided, by means of which the energy of the energy supply to the load is limited.
  • the present invention fulfills corresponding standards for the safety device of ignition chains and is therefore preferably usable for electronic detonators.
  • the function is also claimed by independent claim 9, namely an electronic safety method using an electronic safety device, with a signal for switching on the energy from the energy supply to the load first activating the time delay, with the activated time delay using the operating switch connecting the energy from the energy supply to the Logic connects and thus activates the logic.
  • the activated logic in turn switches the circuit breaker and thus connects the energy of the power supply to the load for a predefined time. After the predefined time has elapsed, the energy of the power supply is disconnected from the load by means of the circuit breaker and the first logic switch is switched to after the predefined time has elapsed Time to switch the operating switch via this so that the logic is separated from the power supply and thus deactivated.
  • a corresponding signal is therefore supplied to the time delay and is intended to ensure that the safety device connects the energy from the energy supply to the load. Due to the time delay, the signal must be present for a certain amount of time so that the activated time delay connects the energy of the power supply with the logic using the operating switch. So after a certain time of the signal has been determined with the time delay, the time delay activates the operating switch and this switches the power supply to the logic. This activates the logic and starts the program of the programmable logic.
  • the logic is also connected to a circuit breaker and can switch it. In addition, the logic is connected to a first logic switch and can also switch this. By switching the circuit breaker, the energy of the power supply is connected to the load. The load is then activated.
  • the program in the programmable logic is designed in such a way that the circuit breaker only stays on for a certain amount of time. After this time has elapsed, the circuit breaker is switched off again and the energy from the energy supply is thus separated from the load again.
  • the first logic switch is also switched and causes the operating switch to be switched off. Switching off the operating switch disconnects the logic from the power supply and thus deactivates it.
  • the signal via which the time delay is activated is preferably generated via a sensor.
  • an input switch is provided between the sensor and the time delay, which only switches from a specific signal strength of the signal and thus signals below the specific signal strength can be filtered out.
  • the time during which the programmable logic connects the power supply to the load and the time the logic is activated can be freely defined and programmed into the programmable logic using a program. Preferably, it must be ensured that when the power supply to the logic is interrupted, i.e. when the logic is deactivated, the circuit breaker interrupts the power supply to the load and the first logic switch connects the power supply to the operating switch so that it can switch the power supply to the logic when a signal is present. Only when the power supply has already been switched on once does the first logic switch absolutely have to remain switched off in order to prevent the operating switch from being switched on again.
  • the above-mentioned double ignition safety of detonators is also guaranteed by the method, in which on the one hand only a defined ignition signal can be filtered out of any interference signals that may occur and after a single ignition process the interruption to the detonator is interrupted in such a way that no new ignition pulse can activate the programmable logic and so the load is activated again.
  • FIG 1 shows the electronic safety device 6 according to the invention for an electronic load 11.
  • an LED is shown as the electronic load 11 .
  • the electronic safety device 6 is powered by a battery as the energy supply 2 , the energy supply 2 being able to supply the safety device 6 and also the load 11 with energy.
  • the electronic safety device 6 is now designed in such a way that it can switch the energy from the energy supply 2 to the load 11 for a certain time when there is an input signal. After this certain time has elapsed, the energy of the energy supply 2 is then disconnected from the load 11 again, specifically permanently, so that no further signal can enable the energy supply to be connected to the load 11 .
  • the input signal is detected by a sensor 1 and can be of an electronic, mechanical or electromagnetic nature.
  • a set-back generator as is known in ammunition and projectiles, can also trigger such a signal.
  • the signal from sensor 1 is applied to a time delay 4 via an input switch 3 .
  • the input switch 3 ensures that only signals with a certain signal strength or level are recognized as the input signal.
  • the time delay ensures that the signal let through the input switch 3 must be present for a certain time in order to be evaluated as a corresponding signal.
  • the combination of the input switch 3 and the time delay 4 can ensure that a defined signal must be present in order to trigger a switching process. Spurious or background noise is filtered out by the two elements, input switch 3 and time delay 4.
  • the signal recognized in this way is fed to a power switch 5 which ensures that the energy supply 2 is connected to a programmable logic 9 via a second logic switch 8 .
  • the programmable logic 9 then carries out the program contained in it when the energy is applied by the energy supply 2 .
  • the programmable logic 9 ensures that the energy from the energy supply 2 is connected to the load 11 and contains the time function after which the load 11 is separated from the energy supply 2 again.
  • the power supply 2 is connected to the load 11 by a circuit breaker 10 which connects the power supply 2 to the load 11 .
  • An energy limiter 12 can also be provided between the circuit breaker 10 and the load 11, which can limit the energy that is supplied to the load 11. This can be implemented as a current limiter, for example.
  • the energy limitation 12 ensures that no power peaks occur due to the connection of the energy supply 2 to the load 11 and that the energy supply 2 is therefore unnecessarily loaded.
  • the logic 9 controls a first circuit breaker 7, which in turn interrupts the power supply 2 to the operating switch 5, as a result of which the operating switch 5 is switched off. As a result, the power supply 2 of the programmable logic 9 is interrupted, as a result of which the programmable logic 9 stops working.
  • the power supply 2 to the operating switch 5 is interrupted by the constellation of the electronic safety device that is now present, so that it cannot be switched on again. Any subsequent signals that the sensor 1 detects can therefore no longer lead to the operating switch 5 being switched on and thus no longer to the power supply 2 being connected to the load 11.
  • In 2 is shown a possible electronic circuit, in which the elements of the block diagram of 1 can be seen again.
  • Four inputs can be seen on the left-hand side, with the outer inputs representing the connections for the energy supply 2 and the inner connections representing the inputs of the sensor 1.
  • the energy supply 2 thus supplies the entire electronic safety device 6 with electrical energy.
  • the input switch 3 switches and thus supplies the time delay 4 with electrical energy.
  • the time delay 4 is designed here as an RC combination, so that the capacitor charges via the resistors connected upstream.
  • a voltage is present at the input of the operating switch 5, which is designed as a thyristor.
  • a voltage is applied to the thyristor, it turns on and supplies the programmable logic 9 with electrical energy via the second logic switch 8 .
  • the programmable logic 9 in turn ensures that the circuit breaker 10 switches and the energy from the energy supply 2 thus reaches the load 11 .
  • the two FETs that are provided as power switches are switched off again, so that the power supply to the load 11 is interrupted.
  • the programmable logic 9 interrupts the power supply to the operating switch 5, so that the thyristor no longer turns on. This results in a power interruption to the programmable logic 9, causing the programmable logic 9 to stop operating.
  • the last switched state is retained, so that the operating switch 5 cannot be switched on again, since the power supply to the operating switch 5 remains interrupted by the first logic switch 7 . Switching on the programmable logic 9 a second time and thus connecting the power supply 2 to the load 11 is therefore impossible.
  • the present invention is not limited to the features described above, rather further embodiments are conceivable. So it is conceivable that, as additional security, the programmable logic remembers in its internal memory that a switching process has already been carried out and, based on this memory, is also designed in such a way that no further switching process is carried out. This can lead to additional security.
  • the switches shown above can also be designed as electromechanical switches, for example as relays, instead of as field effect transistors.
  • a generator can also be provided as the energy supply.
  • the time delay contains an energy storage device, which takes over the energy supply for the remaining function of the electronic security device. Due to the energy-saving configuration of the electronic security device, such a buffer store is sufficient for a brief moment to supply the electronic security device.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Sicherungsvorrichtung für elektronische Lastsicherungsvorrichtungen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll eine elektronische Last für eine bestimmte Zeit sicher aktiviert und danach die Energieversorgung für die elektronische Last sicher deaktiviert werden, damit keine Folgeaktivierungen möglich sind.
  • Insbesondere ist die vorliegende Erfindung für Zünder für Munition und pyrotechnische Wurfkörper geeignet. Hierbei ist dann die Last der Zünder der Munition bzw. des pyrotechnischen Wirkkörpers.
  • Hierzu ist aus dem Stand der Technik bekannt, durch impuls- oder spinaktivierte Verfahren ein Signal zu erzeugen, welches dann die benötigte Betriebsenergie dem Zünder zuführt.
  • Weiterhin ist aus der WO 2016/026640 A2 eine Sicherungseinrichtung bekannt, bei der ein Aktivierungssignal ausgewertet wird, um mittels eines Prozessors die Energieversorgung auf die Last aufzuschalten. Der Prozessor sorgt dann dafür, dass nach einer gewissen Zeit die Energieversorgung wieder von der Last getrennt wird.
  • Bei dieser bekannten Sicherungsart ist jedoch nicht sichergestellt, dass ein erneutes Zünden durch ein erneutes Aktivierungssignal geschieht. Hierdurch ergibt sich im Speziellen bei Munition und/oder pyrotechnischen Wirkkörpern ein erhebliches Sicherheitsrisiko, da fehlerhafte oder nicht gezündete Munition oder pyrotechnische Wirkkörper die Gefahr beinhalten, bei ihrer Bergung doch noch einen Zündimpuls auszulösen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sicherungseinrichtung aufzuzeigen, die ein möglichst sicheres Zünden der Last ermöglicht und nach dem Zünden die Energieversorgung sicher von der Last trennt, damit keine weiteren Zündvorgänge ausgelöst werden können. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Zündsignal sicher zu detektieren und von möglicherweise auftretenden Störsignalen zu unterscheiden.
  • Diese Aufgaben werden durch die elektronische Sicherungsvorrichtung für eine elektronische Last nach Anspruch 1 und das elektronische Sicherungsverfahren mittels dieser elektronischen Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 9 gelöst.
  • Die elektronische Sicherungsvorrichtung für eine elektronische Last besteht dazu aus einer Energieversorgung, welche die Sicherungsvorrichtung und die Last mit Energie versorgen kann. Da es sich um eine elektronische Sicherungsvorrichtung handelt, muss die Sicherungseinrichtung an sich über die Energieversorgung versorgt werden und es bietet sich weiterhin an, die gleiche Energieversorgung für die Versorgung der Last zu benutzen. In diesem Falle handelt es sich bei der Last um eine elektronische Last. Es ist ebenso denkbar, die Energieversorgung als eine andere Energiequelle auszuführen, beispielsweise ein Drucktank für pneumatische Steuerungen oder ein Hydrauliktank für hydraulische Steuerungen, bevorzugt wird jedoch eine elektrische Energieversorgung.
  • Die elektronische Sicherungsvorrichtung beinhaltet weiterhin eine Zeitverzögerung, welche dafür sorgt, dass ein eingehendes Zündsignal eine gewisse Zeit vorhanden sein muss, um eindeutig als Zündsignal verarbeitet zu werden. Schnellere Impulse, beziehungsweise kleinere Signale werden durch die Zeitverzögerung erkannt und führen, da sie nicht als Zündsignal erkannt wurden, nicht zur Aufschaltung der Energie auf die Last.
  • Weiterhin ist ein Betriebsschalter vorgesehen und eine programmierbare Logik. Der Betriebsschalter sorgt dafür, dass die Energieversorgung auf die programmierbare Logik aufgeschaltet wird und die programmierbare Logik damit aktiviert werden kann. Ohne Aufschaltung der Energie auf die Logik mittels des Betriebsschalters befindet sich die programmierbare Logik in einem deaktivierten Zustand und somit in Ruhe.
  • Die Zeitverzögerung ist nun mit einem Eingang versehen, über welchen Signale der Zeitverzögerung zugeführt werden können. Auch bei diesen Signalen handelt es sich bevorzugterweise um elektronische Signale, aber auch hier können andere Signalformen denkbar sein. Die Zeitverzögerung erkennt nun bei Anliegen des Eingangssignals für eine gewisse Zeit, dass dieses das Aktivierungssignal für die Last sein soll und aktiviert bei Erkennung des Aktivierungssignals den Betriebsschalter, welcher dann die Energieversorgung auf die programmierbare Logik aufschaltet. Bei Anliegen der Energieversorgung an der programmierbaren Logik wird diese aktiviert und ist so in die elektronische Sicherungsvorrichtung integriert, dass sie die Energieversorgung auf die Last aufschalten kann.
  • Ebenso kann die programmierbare Logik einen ersten Logikschalter steuern und somit ein- oder ausschalten. Dieser erste Logikschalter vermag es nun, den Betriebsschalter zu schalten. Das bedeutet, dass die aktivierte Logik über den ersten Logikschalter den Betriebsschalter abschalten kann und somit die Energiezufuhr der Energieversorgung zur Logik unterbrechen kann. Die programmierbare Logik kann sich dadurch selber deaktivieren.
  • Die programmierbare Logik ist so programmiert, dass sie den ersten Logikschalter abschalten kann, sowie auch die Energieversorgung der Last zuführen kann. Ebenso kann sie die Energieversorgung von der Last unterbrechen. Dazu ist die Logik programmierbar gestaltet, sodass die Zeit, in welcher die Last mit Energie versorgt wird, freiwählbar ist. Nach Ablauf dieser Zeit wird dann die Energieversorgung wieder von der Last getrennt und der Betriebsschalter ausgeschaltet, sodass die programmierbare Logik deaktiviert wird. Zum Schalten der Energieversorgung auf die Last wird dazu ein Leistungsschalter benötigt, welcher ebenfalls vom Prozessor angesteuert werden kann.
  • Um die ordnungsgemäße Funktion der Sicherungsvorrichtung zu gewährleisten, ist sicherzustellen, dass bei deaktiviertem Prozessor die Energieversorgung von der Last getrennt ist. Weiterhin muss sichergestellt werden, dass der Betriebsschalter jederzeit einschaltbar ist, um die programmierbare Logik zu aktivieren. Bei Aktivierung der programmierbaren Logik muss der erste Logikschalter entsprechend sicher eingeschaltet sein, damit die programmierbare Logik nicht sofort wieder deaktiviert wird. Ebenso muss durch die programmierbare Logik sichergestellt sein, dass keine Schaltvorgänge durchgeführt werden, nachdem diese deaktiviert wurde, denn nur so kann sichergestellt werden, dass der erste Logikschalter geschaltet bleibt und der Betriebsschalter kein zweites Mal einschalten kann.
  • Zur bevorzugten Ausführungsform der elektronischen Sicherungsvorrichtung mit einer elektrischen Energieversorgung wird vorgeschlagen, die Schalter, also den Betriebsschalter, den ersten Logikschalter und den Leistungsschalter ebenfalls elektronisch auszuführen. Hierzu wird vorgeschlagen, den Betriebsschalter als Thyristor auszuführen und den ersten Logikschalter sowie den Leistungsschalter als Feldeffekttransistor. Durch die Feldeffekttransistoren wird sichergestellt, dass sicher geschaltet wird und nicht ein Zustand zwischen Ein- und Ausschaltung existiert bei gleichzeitigem geringen Stromverbrauch.
  • In einer besonderen Ausführungsform wird das Signal, welches zum Durchschalten der Energieversorgung auf die Last führen soll, von einem Sensor der Zeitverzögerung zugeführt. Dieser Sensor kann auf die Anforderungen der Anwendung der elektronischen Sicherungsvorrichtung zugeschnitten sein und kann ein Piezosensor sein, ein Hallsensor, aber auch ein Drucksensor oder Set-back Generator.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, zwischen dem Sensor und der Zeitverzögerung einen Eingangsschalter vorzusehen, welcher erst bei einem gewissen Pegel des Signals des Sensors dieses auf die Zeitverzögerung aufschaltet. Dadurch ist es möglich, nicht nur das Signal für eine gewisse Zeit anliegen haben zu müssen, sondern auch eine Filterwirkung für die Eingangssignale zu ermöglichen, damit zu kleine Eingangssignale von vornherein herausgefiltert werden.
  • Ebenfalls bevorzugterweise ist ein zweiter Logikschalter vorgesehen, welcher zwischen Betriebsschalter und programmierbarer Logik angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die programmierbare Logik definierter mit der Energieversorgung zu versorgen, da der Logikschalter nicht die Transistorkarakteristik aufweist. In diesem Falle steuert der Betriebsschalter den zweiten Logikschalter an, sodass über den zweiten Logikschalter die programmierbare Logik mit Energie versorgt werden kann.
  • Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Energiebegrenzung vorgesehen, durch welche die Energie der Energieversorgung zur Last begrenzt wird.
  • Die vorliegende Erfindung erfüllt durch die doppelte Sicherheit entsprechende Normen zur Sicherungseinrichtung von Zündketten und ist somit bevorzugt einsatzfähig für elektronische Zünder.
  • Die Funktion wird weiterhin vom nebengeordneten Anspruch 9 beansprucht, nämlich einem elektronischen Sicherungsverfahren mittels einer elektronischen Sicherungsvorrichtung, wobei zunächst ein Signal zum Einschalten der Energie durch die Energieversorgung auf die Last die Zeitverzögerung aktiviert, wobei die aktivierte Zeitverzögerung mittels des Betriebsschalters die Energie der Energieversorgung mit der Logik verbindet und so die Logik aktiviert. Die aktivierte Logik schaltet wiederum den Leistungsschalter und verbindet so für eine vordefinierte Zeit die Energie der Energieversorgung mit der Last. Nach Ablauf der vordefinierten Zeit wird durch die Logik die Energie der Energieversorgung mittels des Leistungsschalters von der Last getrennt und der erste Logikschalter geschaltet, um nach Ablauf der vordefinierten Zeit über diesen den Betriebsschalter zu schalten, sodass die Logik von der Energieversorgung getrennt und somit deaktiviert wird.
  • Ein entsprechendes Signal wird also der Zeitverzögerung zugeführt und soll dafür sorgen, dass die Sicherungsvorrichtung die Energie der Energieversorgung auf die Last aufschaltet. Durch die Zeitverzögerung muss das Signal eine bestimmte Zeit anliegen, damit die aktivierte Zeitverzögerung mittels des Betriebsschalters die Energie der Energieversorgung mit der Logik verbindet. Nachdem also mit der Zeitverzögerung eine gewisse Zeit des Signals festgestellt wurde, aktiviert die Zeitverzögerung den Betriebsschalter und dieser schaltet die Energieversorgung auf die Logik. Die Logik wird damit aktiviert und startet das Programm der programmierbaren Logik. Ebenso ist die Logik mit einem Leistungsschalter verbunden und kann diesen schalten. Außerdem ist die Logik mit einem ersten Logikschalter verbunden und kann auch diesen schalten. Durch Schalten des Leistungsschalters wird die Energie der Energieversorgung mit der Last verbunden. Die Last wird damit aktiviert. Das Programm in der programmierbaren Logik ist so gestaltet, dass der Leistungsschalter nur eine gewisse Zeit eingeschaltet bleibt. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Leistungsschalter wieder ausgeschaltet und somit wird die Energie der Energieversorgung von der Last wieder getrennt. Ebenfalls wird der erste Logikschalter geschaltet und führt dazu, dass der Betriebsschalter ausgeschaltet wird. Durch Ausschalten des Betriebsschalters wird die Logik von der Energieversorgung getrennt und somit deaktiviert.
  • Das Signal, über welches die Zeitverzögerung aktiviert wird, wird bevorzugterweise über einen Sensor erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Eingangsschalter zwischen Sensor und Zeitverzögerung vorgesehen, der erst ab einer bestimmten Signalstärke des Signals schaltet und somit Signale unter der bestimmten Signalstärke herausgefiltert werden können.
  • Die Zeit während der die programmierbare Logik die Energieversorgung mit der Last verbindet sowie die Zeit der aktivierten Logik ist frei definierbar und kann über ein Programm in die programmierbare Logik programmiert werden. Bevorzugterweise muss sichergestellt werden, dass bei unterbrochener Energieversorgung zur Logik, also bei deaktivierter Logik, der Leistungsschalter die Energieversorgung zur Last unterbricht und der erste Logikschalter die Energieversorgung zum Betriebsschalter verbindet, damit dieser bei einem anliegenden Signal die Energieversorgung auf die Logik schalten kann. Erst wenn die Aufschaltung der Energieversorgung bereits einmal stattgefunden hat, muss der erste Logikschalter unbedingt ausgeschaltet bleiben, um das Wiedereinschalten des Betriebsschalters zu verhindern.
  • Auch durch das Verfahren wird die obengenannte doppelte Zündsicherheit von Zündern gewährleistet, in dem zum einen nur ein definiertes Zündsignal aus eventuell auftretenden Störsignalen herausgefiltert werden kann und nach einmaligem Zündvorgang die Unterbrechung zum Zünder dermaßen unterbrochen wird, dass kein neuer Zündimpuls die programmierbare Logik aktivieren kann und so die Last nochmals aktiviert wird.
  • Weitere Merkmale ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen
    • Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung und
    • Fig. 2 ein beispielhaftes elektronisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung.
  • Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße elektronische Sicherungsvorrichtung 6 für eine elektronische Last 11. In der Fig. 1 wird eine LED als elektronische Last 11 gezeigt. Die elektronische Sicherungsvorrichtung 6 wird durch eine Batterie als Energieversorgung 2 gespeist, wobei die Energieversorgung 2 die Sicherungsvorrichtung 6 sowie auch die Last 11 mit Energie versorgen kann.
  • Die elektronische Sicherungsvorrichtung 6 ist nun so ausgeführt, dass sie bei einem Eingangssignal die Energie der Energieversorgung 2 auf die Last 11 für eine gewisse Zeit aufschalten kann. Nach Ablauf dieser gewissen Zeit wird dann die Energie der Energieversorgung 2 wieder von der Last 11 getrennt und zwar dauerhaft, sodass kein weiteres Signal das Aufschalten der Energieversorgung auf die Last 11 ermöglichen kann.
  • Das Eingangssignal wird hierbei durch einen Sensor 1 detektiert und kann elektronischer, mechanischer oder elektromagnetischer Natur sein. Auch ein Set-back Generator, wie er im Munitionen und Wurfkörpern bekannt ist, kann ein solches Signal auslösen.
  • Das Signal des Sensors 1 wird über einen Eingangsschalter 3 auf eine Zeitverzögerung 4 aufgeschaltet. Der Eingangsschalter 3 sorgt dafür, dass nur Signale mit einer gewissen Signalstärke, beziehungsweise Pegel, als Eingangssignal erkannt wird. Die Zeitverzögerung sorgt dafür, dass das durch den Eingangsschalter 3 durchgelassene Signal für eine gewisse Zeit anliegen muss, um als entsprechendes Signal bewertet zu werden. Durch die Kombination des Eingangsschalters 3 sowie der Zeitverzögerung 4 kann dadurch gewährleistet werden, dass ein definiertes Signal anliegen muss, um einen Schaltvorgang auszulösen. Störsignale oder Hintergrundrauschen wird durch die beiden Elemente, Eingangsschalter 3 und Zeitverzögerung 4, herausgefiltert.
  • Das so erkannte Signal wird einem Leistungsschalter 5 zugeführt, welcher dafür sorgt, dass die Energieversorgung 2 über einen zweiten Logikschalter 8 auf eine programmierbare Logik 9 aufgeschaltet wird. Die programmierbare Logik 9 führt dann bei Anliegen der Energie durch die Energieversorgung 2 das in ihr enthaltene Programm aus.
  • Die programmierbare Logik 9 sorgt dafür, dass die Energie der Energieversorgung 2 auf die Last 11 aufgeschaltet wird und beinhaltet die Zeitfunktion nach welcher die Last 11 wieder von der Energieversorgung 2 getrennt wird.
  • Das Aufschalten der Energieversorgung 2 auf die Last 11 geschieht durch einen Leistungsschalter 10, welcher die Energieversorgung 2 mit der Last 11 verbindet. Zwischen dem Leistungsschalter 10 und der Last 11 kann zusätzlich noch eine Energiebegrenzung 12 vorgesehen sein, die die Energie, die der Last 11 zugeführt wird, begrenzen kann. Diese kann beispielsweise als Strombegrenzung ausgeführt sein. Die Energiebegrenzung 12 sorgt dafür, dass keine Leistungsspitzen durch die Aufschaltung der Energieversorgung 2 auf die Last 11 geschehen und somit die Energieversorgung 2 unnötig belastet wird.
  • Nach Ablauf der in der programmierbaren Logik 9 einprogrammierten Zeit steuert die Logik 9 einen ersten Leistungsschalter 7 an, der wiederum die Energieversorgung 2 zum Betriebsschalter 5 unterbricht, wodurch der Betriebsschalter 5 ausgeschaltet wird. Dadurch ist die Energieversorgung 2 der programmierbaren Logik 9 unterbrochen, wodurch die programmierbare Logik 9 aufhört zu arbeiten.
  • Durch die nun vorliegende Konstellation der elektronischen Sicherungsvorrichtung ist die Energieversorgung 2 zum Betriebsschalter 5 unterbrochen, sodass dieser nicht wieder einschalten kann. Etwaig auftretende anschließende Signale, die der Sensor 1 detektiert, können somit nicht mehr zum Einschalten des Betriebsschalters 5 führen und somit nicht mehr zum Aufschalten der Energieversorgung 2 auf die Last 11.
  • In Fig. 2 ist dazu eine mögliche elektronische Schaltung gezeigt, in welcher die Elemente des Blockschaltbilds der Fig. 1 nochmals zu erkennen sind. Auf der linken Seite sind vier Eingänge zu erkennen, wobei die äußeren Eingänge die Anschlüsse für die Energieversorgung 2 darstellen und die inneren Anschlüsse die Eingänge des Sensors 1. Die Energieversorgung 2 versorgt somit die gesamte elektronische Sicherheitsvorrichtung 6 mit elektrischer Energie.
  • Wird nun ein Signal im Eingang festgestellt, schaltet der Eingangsschalter 3 und versorgt somit die Zeitverzögerung 4 mit elektrischer Energie. Die Zeitverzögerung 4 ist hier als RC-Kombination ausgeführt, sodass sich der Kondensator über die vorgeschalteten Widerstände lädt. Wenn der Kondensator mit genügend Ladung versehen ist, liegt eine Spannung am Eingang des Betriebsschalters 5 an, welcher als Thyristor ausgeführt ist. Bei Anliegen einer Spannung am Thyristor schaltet dieser durch und versorgt über den zweiten Logikschalter 8 die programmierbare Logik 9 mit elektrischer Energie.
  • Die programmierbare Logik 9 wiederum sorgt dafür, dass der Leistungsschalter 10 schaltet und somit die Energie der Energieversorgung 2 zur Last 11 gelangt. Nach Ablauf der Zeit der programmierbaren Logik 9 werden die beiden FET's, die als Leistungsschalter vorgesehen sind, wieder ausgeschaltet, sodass die Energieversorgung zur Last 11 unterbrochen ist. Gleichzeitig unterbricht die programmierbare Logik 9 die Energieversorgung des Betriebsschalters 5, sodass der Thyristor nicht mehr durchschaltet. Daraus resultiert eine Energieunterbrechung zur programmierbaren Logik 9, wodurch die programmierbare Logik 9 aufhört zu arbeiten. Der zuletzt geschaltete Zustand bleibt erhalten, sodass der Betriebsschalter 5 nicht noch einmal einschalten kann, da durch den ersten Logikschalter 7 die Energieversorgung des Betriebsschalters 5 unterbrochen bleibt. Ein zweites Einschalten der programmierbaren Logik 9 und somit Aufschalten der Energieversorgung 2 zur Last 11 ist damit unmöglich.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Merkmale beschränkt, vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar. So ist denkbar, dass als zusätzliche Sicherheit die programmierbare Logik sich in ihrem internen Speicher merkt, dass bereits ein Schaltvorgang durchgeführt wurde und aufgrund dieses Merken, ebenfalls so gestaltet ist, dass kein weiterer Schaltvorgang durchgeführt wird. Dies kann zu einer zusätzlichen Sicherheit führen. Die oben aufgezeigten Schalter können statt als Feldeffekttransistoren auch als elektromechanischer Schalter ausgeführt sein, beispielsweise als Relais. Ebenso kann statt einer Batterie als Energieversorgung auch ein Generator vorgesehen sein. In einer besonderen Ausführungsform kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Zeitverzögerung einen Energiespeicher enthält, der für die restliche Funktion der elektronischen Sicherungsvorrichtung die Energieversorgung übernimmt. Aufgrund der energiesparsamen Ausgestaltung der elektronischen Sicherungsvorrichtung reicht ein solcher Zwischenspeicher für einen kurzen Moment zur Versorgung der elektronischen Sicherungsvorrichtung aus.

Claims (15)

  1. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) für eine elektronische Last (11),
    mit einer Energieversorgung (2), welche die Sicherungsvorrichtung (6) und die Last (11) mit Energie versorgen kann,
    mit einer Zeitverzögerung (4), einem Betriebsschalter (5) und einer programmierbaren Logik (9),
    wobei die Logik (9) über den Betriebsschalter (5) mittels der Zeitverzögerung (4) aktivierbar ist,
    mit einem Leistungsschalter (10), welcher die Energie der Energieversorgung (2) mit Last (11) verbinden oder unterbrechen kann,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Logik (9) mit einem ersten Logikschalter (7) verbunden ist,
    welcher den Betriebsschalter (5) schalten und somit die Logik (9) deaktivieren kann.
  2. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (1) vorgesehen ist, welcher die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
  3. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) als mechanischer, elektromagnetischer oder als Set-Back-Generator ausgeführt ist.
  4. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingangsschalter (3) die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
  5. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Logikschalter (8) vorgesehen ist, mittels welchem die Energieversorgung (2) mit der Logik (9) verbindbar ist.
  6. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiebegrenzung (12) vorgesehen ist, welche die Energie zur Last (11) begrenzen kann.
  7. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik (9) als Mikroprozessor oder Mikrocontroller ausgeführt ist.
  8. Elektronische Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsschalter (5) als Thyristor ausgeführt ist.
  9. Elektronisches Sicherungsverfahren mittels einer elektronischen Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Signal zum Schalten der Energie durch die Energieversorgung (2) auf die Last (11) die Zeitverzögerung (4) aktiviert,
    wobei die aktivierte Zeitverzögerung (4) mittels des Betriebsschalters (5) die Energie der Energieversorgung (2) mit der Logik (9) verbindet und so die Logik (9) aktiviert,
    wobei die Logik (9) den Leistungsschalter (10) schalten kann und so für eine vordefinierte Zeit die Energie der Energieversorgung (2) mit der Last (11) verbindet,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Logik (9) nach Ablauf der vordefinierten Zeit die Energie der Energieversorgung (2) mittels des Leistungsschalters (10) von der Last (11) trennt und
    dass die Logik (9) gleichzeitig mit dem ersten Logikschalter (7) verbunden ist und nach Ablauf der vordefinierten Zeit über diesen den Betriebsschalter (5) schaltet, sodass die Logik (9) von der Energieversorgung (2) getrennt und somit deaktiviert wird.
  10. Elektronisches Sicherungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) das Signal erzeugt, welches die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
  11. Elektronisches Sicherungsverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsschalter (3) erst ab einer bestimmten Signalstärke schaltet und somit das Signal die Zeitverzögerung (4) aktiviert.
  12. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik erst aktiviert wird, wenn das Signal eine vordefinierte Zeit an der Zeitverzögerung (4) anliegt.
  13. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vordefinierte Zeit, nach deren Ablauf die Logik die Energie der Energieversorgung mittels des Leistungsschalters von der Last trennt, über ein Programm in die Logik programmiert wird.
  14. Elektronisches Sicherungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor Aktivierung der Logik (9) der Leistungsschalter die Energieversorgung (2) zur Last unterbricht und der erste Logikschalter (7) die Energieversorgung (2) zum Betriebsschalter verbindet.
  15. Munition oder Wurfkörper, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine elektronischen Sicherungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfassen.
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